可以從設計和工藝兩個方面減小不銹鋼(gang)焊接殘余應力和改善殘余應力的分布，如果設計時考慮得周到，往往比單從工藝上解決問題要方便得多。如果設計不合理，單從工藝措施方面是難以解決問題的。因此，在設計焊接結構時要盡量采用能減小和改善不銹鋼焊接殘余應力分布的設計方案，并采用一些必要的工藝措施，以使焊接殘余應力對結構使用性能的不良影響降低到最低程度。
1. 設計措施
①. 盡量減(jian)少結構(gou)上焊(han)縫的數量和焊(han)縫尺寸
多一條焊縫(feng)就多一處(chu)內應(ying)力(li)源；過大的焊縫(feng)尺寸(cun)，焊接時受熱區域加大，使引(yin)起殘余應(ying)力(li)與變(bian)(bian)(bian)形的壓縮(suo)塑性變(bian)(bian)(bian)形區或(huo)變(bian)(bian)(bian)形增大。
②. 避免焊縫過分(fen)集中，焊縫間應保持足夠(gou)的距離(li)
焊縫過分集中不僅使應力(li)分布(bu)更(geng)不均(jun)勻，而且(qie)可能出現雙(shuang)向或(huo)三(san)向復雜的應力(li)狀態。壓力(li)容(rong)器設計規范對焊縫最小(xiao)間距有(you)嚴格(ge)的要求，如(ru)圖(tu)6-8所(suo)示。
③. 要(yao)盡(jin)量(liang)防(fang)止(zhi)焊(han)縫密集、交叉
圖6-9所示(shi)是焊(han)縫交叉(cha)(cha)的(de)(de)典型(xing)實例。焊(han)縫交叉(cha)(cha)會在相交處(chu)形成三(san)軸拉應(ying)力(li)狀態，即使高韌性(xing)的(de)(de)材料在三(san)軸拉應(ying)力(li)場中也會完全喪失(shi)塑(su)性(xing)變(bian)形的(de)(de)能(neng)力(li)。如(ru)能(neng)按圖6-10所示(shi)對(dui)交叉(cha)(cha)焊(han)縫進行(xing)處(chu)理，會明顯減小焊(han)接(jie)殘余應(ying)力(li)。
④. 采用(yong)剛性較小的接頭形(xing)式，使(shi)焊縫能比(bi)較自由地(di)收縮
例如(ru)，采用在鋼柱內挖槽的方法來(lai)減小(xiao)剛(gang)度(du)，如(ru)圖6-11所示(shi)。在焊(han)接環形(xing)封(feng)閉焊(han)縫時，可使內板預制變形(xing)，這樣焊(han)縫收縮時有較大的自由度(du)，從而可減小(xiao)焊(han)接殘余應力。
⑤. 采用合理的(de)接頭(tou)形(xing)式，盡量避免采用搭接接頭(tou)
搭接接頭應力集中較嚴重，與殘(can)余應力疊(die)加后會(hui)造成不良影(ying)響。
2. 工藝措(cuo)施
①. 采(cai)用合(he)理的焊接順序
焊(han)(han)(han)(han)(han)接應(ying)(ying)(ying)力是焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)區金屬(shu)縱向(xiang)和(he)橫向(xiang)收(shou)縮不自(zi)由引起(qi)的(de)。因(yin)此，要減小焊(han)(han)(han)(han)(han)接應(ying)(ying)(ying)力就需根據產品結構特點和(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)分布情況(kuang)等確定最合理的(de)裝配(pei)和(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)接順序。其(qi)原則(ze)是：減小拘束，盡量(liang)使每條(tiao)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)能自(zi)由地(di)收(shou)縮。多種焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)時，應(ying)(ying)(ying)先焊(han)(han)(han)(han)(han)收(shou)縮量(liang)最大的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)；長焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)宜從(cong)中(zhong)(zhong)間向(xiang)兩頭焊(han)(han)(han)(han)(han)，避免從(cong)兩頭向(xiang)中(zhong)(zhong)間焊(han)(han)(han)(han)(han)。
在(zai)焊(han)接對接焊(han)縫與角焊(han)縫交叉(cha)的結構(gou)時，如圖6-12所示(shi)，對接焊(han)縫1的橫(heng)向收縮量大，必須先(xian)焊(han)，后(hou)焊(han)角焊(han)縫2.反之則(ze)使橫(heng)向收縮不自由，極易產生裂紋。
根據構件的受(shou)力(li)(li)(li)情(qing)況，先焊(han)(han)工(gong)作時(shi)受(shou)力(li)(li)(li)大(da)的焊(han)(han)縫(feng)(feng)，如工(gong)作應力(li)(li)(li)為(wei)拉(la)應力(li)(li)(li)，則在安排裝焊(han)(han)順序時(shi)設法使(shi)后焊(han)(han)焊(han)(han)縫(feng)(feng)對先焊(han)(han)焊(han)(han)縫(feng)(feng)造成預(yu)先壓縮作用，這樣有(you)利于(yu)提高焊(han)(han)縫(feng)(feng)的承載(zai)能力(li)(li)(li)。
大(da)型焊(han)接(jie)工(gong)字梁(liang)在(zai)(zai)工(gong)地安裝時的(de)(de)接(jie)頭如(ru)圖6-13所示。為(wei)減小焊(han)接(jie)應力(li)，在(zai)(zai)工(gong)地安裝前，工(gong)字梁(liang)蓋板(ban)與(yu)腹板(ban)的(de)(de)角焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)有(you)一段不焊(han)接(jie)，即(ji)上面(mian)(mian)的(de)(de)1200mm和下面(mian)(mian)的(de)(de)800mm,如(ru)果先(xian)焊(han)此角焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)3,再焊(han)腹板(ban)對接(jie)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)4和蓋板(ban)對接(jie)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)1、2,則焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)4和焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)1、2在(zai)(zai)焊(han)接(jie)時都處于(yu)較(jiao)大(da)的(de)(de)剛性拘(ju)束狀態，其(qi)收縮時受(shou)到焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)3的(de)(de)限制而(er)產(chan)生較(jiao)大(da)的(de)(de)拉應力(li)，因(yin)而(er)會影響其(qi)承(cheng)(cheng)載(zai)能力(li)。如(ru)果先(xian)焊(han)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)1、2,它(ta)們均可以(yi)較(jiao)自由地收縮，再焊(han)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)3、4,這(zhe)樣可以(yi)使受(shou)力(li)較(jiao)大(da)的(de)(de)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)1預(yu)先(xian)承(cheng)(cheng)受(shou)壓應力(li)，有(you)利于(yu)提高工(gong)字梁(liang)的(de)(de)承(cheng)(cheng)載(zai)能力(li)。
②. 降低焊縫的拘束度
平板(ban)(ban)(ban)上鑲板(ban)(ban)(ban)的(de)(de)封閉焊(han)縫焊(han)接(jie)時(shi)(shi)拘(ju)束度大，焊(han)后(hou)焊(han)縫縱向和橫向拉應力(li)都較大，極易產生裂紋。為了降低殘余(yu)應力(li)，應設法降低該封閉焊(han)縫的(de)(de)拘(ju)束度。圖6-14所示是焊(han)前對鑲板(ban)(ban)(ban)的(de)(de)邊緣適(shi)(shi)當(dang)翻邊，做出角反變(bian)形狀，焊(han)接(jie)時(shi)(shi)翻邊處拘(ju)束度減(jian)(jian)小；或者(zhe)將鑲板(ban)(ban)(ban)壓凹，也可達到同樣(yang)的(de)(de)效果(guo)。若鑲板(ban)(ban)(ban)收縮余(yu)量(liang)預留得(de)(de)適(shi)(shi)當(dang)，焊(han)后(hou)殘余(yu)應力(li)可減(jian)(jian)小且鑲板(ban)(ban)(ban)收縮余(yu)量(liang)預留得(de)(de)合(he)適(shi)(shi)，焊(han)后(hou)殘余(yu)變(bian)形可減(jian)(jian)小且鑲板(ban)(ban)(ban)與平板(ban)(ban)(ban)平齊(qi)。
③. 錘擊焊縫
利用(yong)圓頭(tou)小錘(chui)(chui)錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)焊(han)縫(feng)，使(shi)焊(han)縫(feng)金屬延展，抵消一些焊(han)縫(feng)區的(de)收(shou)縮，以(yi)降低內(nei)應力(li)。此法(fa)在(zai)(zai)焊(han)接強度(du)高(gao)、塑(su)性(xing)差的(de)材料(liao)時(shi)（尤(you)其在(zai)(zai)修(xiu)理工作(zuo)中）十分有(you)效，但(dan)要掌握錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)時(shi)機、錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)力(li)大(da)小和(he)錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)次(ci)數(shu)。目前仍以(yi)手工操作(zuo)，靠(kao)個(ge)人(ren)技巧。在(zai)(zai)時(shi)機上(shang)一般以(yi)拉應力(li)開始形成，溫度(du)較高(gao)（500~800℃)時(shi)錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)為好，這(zhe)時(shi)金屬具有(you)較高(gao)的(de)塑(su)性(xing)和(he)延展性(xing)。對含(han)碳(tan)量(liang)及合(he)金含(han)量(liang)高(gao)的(de)材料(liao)，低于500℃,則不宜再(zai)錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)。錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)力(li)度(du)要合(he)適，過度(du)會開裂，一般以(yi)表(biao)面(mian)薄層獲得延展即可(ke)。脆性(xing)材料(liao)錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)次(ci)數(shu)宜少(shao)不宜多，一般不錘(chui)(chui)擊(ji)(ji)(ji)第一層和(he)表(biao)面(mian)層。
④. 加熱減應區
焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)時加熱(re)阻礙焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)區(qu)自(zi)由伸縮的部位稱“減(jian)(jian)(jian)(jian)應(ying)(ying)區(qu)”，使(shi)之(zhi)與焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)區(qu)同時膨(peng)脹和同時收(shou)縮，起到(dao)減(jian)(jian)(jian)(jian)小(xiao)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)應(ying)(ying)力的作用。此法(fa)稱為加熱(re)減(jian)(jian)(jian)(jian)應(ying)(ying)區(qu)法(fa)，其原理如圖6-15所示，圖中輪輻(fu)或(huo)輪緣已斷(duan)裂，需修復。若直接(jie)(jie)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)斷(duan)口處(chu)，焊(han)(han)(han)縫橫(heng)向收(shou)縮受(shou)阻，焊(han)(han)(han)縫受(shou)到(dao)相當(dang)大的橫(heng)向應(ying)(ying)力。若焊(han)(han)(han)前在兩側(ce)構件的減(jian)(jian)(jian)(jian)應(ying)(ying)區(qu)處(chu)同時加熱(re)，兩側(ce)受(shou)熱(re)膨(peng)脹，使(shi)中心構件斷(duan)口間(jian)隙增(zeng)大。此時對斷(duan)口處(chu)進行焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)，焊(han)(han)(han)后兩側(ce)也停止加熱(re)。于是焊(han)(han)(han)縫和兩側(ce)加熱(re)區(qu)同時冷卻收(shou)縮，互不阻礙，結果(guo)減(jian)(jian)(jian)(jian)小(xiao)了焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)應(ying)(ying)力。
